高中化學 第三章 水溶液中的離子平衡 第二節(jié) 第2課時《溶液pH的計算》習題跟蹤集訓 新人教版選修4

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1、高中化學 第三章 水溶液中的離子平衡 第二節(jié) 第2課時《溶液pH的計算》習題跟蹤集訓 新人教版選修4 [基礎過關(guān)] 一、溶液pH的計算 1．溫度為25 ℃時，將0.23 g鈉投入到100 g水中充分反應，假設反應后溶液體積為100 mL，則該溶液的pH為(　　) A．1 B．13 C．12 D．10 答案　B 解析　n(Na)＝＝0.01 mol，由2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑可得n(NaOH)＝0.01 mol，則c(OH－)＝＝0.1 mol·L－1，c(H＋)＝＝ mol·L－1＝1×10－13 mol·L－1，故pH

2、＝13。 2．已知在100 ℃的溫度下(本題涉及的溶液其溫度均為100 ℃)，水的離子積Kw＝1.0×10－12。下列說法中正確的是(　　) A．0.05 mol·L－1的H2SO4溶液，pH＝1 B．0.001 mol·L－1的NaOH溶液，pH＝11 C．0.005 mol·L－1的H2SO4溶液與0.01 mol·L－1的NaOH溶液等體積混合，混合溶液的pH為6，溶液顯酸性 D．完全中和pH＝3的H2SO4溶液50 mL，需要pH＝11的NaOH溶液50 mL 答案　A 解析　0.05 mol·L－1的H2SO4溶液中c(H＋)＝0.10 mol·L－1，pH＝1。 3

3、．常溫下，將pH＝1的硫酸溶液平均分成兩等份，一份加入適量水，另一份加入與該硫酸溶液物質(zhì)的量濃度相同的氫氧化鈉溶液，兩者pH都升高了1。則加入水和加入NaOH溶液的體積比約為(　　) A．11∶1 B．10∶1 C．6∶1 D．5∶1 答案　C 解析　設所取每份硫酸的體積為V1，使硫酸由pH＝1變?yōu)閜H＝2，所加水的體積為9V1；設所加NaOH溶液的體積為V2，則有c(H＋)＝ mol·L－1＝0.01 mol·L－1，解得V2＝V1，即V水∶VNaOH＝6∶1。 4．室溫時，將x mL pH＝a的稀NaOH溶液與y mL pH＝b的稀鹽酸充分反應。下列關(guān)于

4、反應后溶液pH的判斷，正確的是(　　) A．若x＝y(tǒng)，且a＋b＝14，則pH>7 B．若10x＝y(tǒng)，且a＋b＝13，則pH＝7 C．若ax＝by，且a＋b＝13，則pH＝7 D．若x＝10y，且a＋b＝14，則pH>7 答案　D 解析　由題意得：n(NaOH)＝x×10a－14×10－3 mol，n(HCl)＝y(tǒng)×10－b×10－3 mol，則 ＝×10a＋b－14 當x＝y(tǒng)，且a＋b＝14時，＝1，所以pH＝7，A錯；當10x＝y(tǒng)，a＋b＝13時，＝，所以pH<7，B錯；當ax＝by，a＋b＝13時，＝，所以pH<7，C錯；當x＝10y，且a＋b＝14時，＝10，所以pH>7

5、，D正確。 二、溶液稀釋后pH的變化規(guī)律 5．將10 mL pH＝1的CH3COOH加水稀釋至100 mL后，溶液的pH為(　　) A．2 B．2醋酸 B．醋酸>鹽酸 C．鹽酸＝醋酸 D．無法判斷 答案　A 解析　醋酸溶液中存在電離平衡，加水稀釋時，平衡

6、向右移動，產(chǎn)生更多H＋，使c(H＋)降低的程度小于鹽酸。 7．有關(guān)pH計算結(jié)果一定正確的是(　　) ①強酸pH＝a，加水稀釋到10n倍，則pH＝a＋n ②弱酸pH＝a，加水稀釋到10n倍，則pHb－n(b－n>7) A．①② B．②③ C．③④ D．②④ 答案　D 解析　本題考查溶液稀釋的pH計算。強酸、強堿稀釋時，其稀釋的離子分別為H＋、OH－，故酸的稀釋pH與堿的稀釋pH在計算上不同。 若為強酸時，pH＝a，c(H＋)＝10－a

7、mol·L－1，加水稀釋到10n倍，稀釋后c(H＋)＝10－(a＋n) mol·L－1，則pH＝n＋a，但這時稀釋程度不大，當(a＋n)接近7時，應考慮水的電離，此時(a＋n)<7，故A不完全正確。 若為強堿時，pH＝b，則c(H＋)＝10－b mol·L－1，即c(OH－)＝10－14＋b，加水稀釋到10n倍后，c(OH－)＝10－14＋b－n，換算成c(H＋)＝10n－b，即pH＝b－n。同理，稀釋到很稀時，應考慮水的電離，此時(b－n)>7。弱酸與弱堿稀釋時除考慮稀釋因素外，還要考慮稀釋對水電離的促進。 三、強酸與弱酸(或強堿與弱堿)的比較與判斷 8．pH＝2的兩種一元酸x和y，體

8、積均為100 mL，稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如下圖所示。分別滴加NaOH溶液(c＝0.1 mol·L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液的體積為Vx、Vy，則(　　) A．x為弱酸，VxVy C．y為弱酸，VxVy 答案　C 解析　由圖知：將一元酸x和y分別稀釋10倍，pH的變化量ΔpHx＝1，ΔpHy<1，所以x為強酸，y為弱酸；pH＝2時弱酸y的濃度大，滴加NaOH至pH＝7時需NaOH溶液的體積則y要比x大。 9．pH＝3的兩種一元酸HX和HY溶液，分別取50 mL加入足量的鎂粉，充分反應后，收集到H2的體積分別為

9、V(HX)和V(HY)，若V(HX)>V(HY)，則下列說法正確的是(　　) A．HX可能是強酸 B．HY一定是強酸 C．HX的酸性強于HY的酸性 D．反應開始時二者生成H2的速率相等 答案　D 解析　本題考查了強、弱酸的判斷及溶液酸性大小的比較。據(jù)題意，Mg粉足量，酸不足，應根據(jù)酸的物質(zhì)的量來計算H2的體積，由V(HX)>V(HY)，知pH相等時，HX的物質(zhì)的量濃度比HY的大，即HX是酸性比HY弱的弱酸，而無法判斷HY是強酸還是弱酸，故A、B、C錯誤；D項反應開始時生成H2的速率取決于c(H＋)，因為開始時c(H＋)相等，故D項正確。 10．室溫時，下列混合溶液的pH一定小于7

10、的是(　　) A．pH＝3的鹽酸和pH＝11的氨水等體積混合 B．pH＝3的鹽酸和pH＝11的氫氧化鋇溶液等體積混合 C．pH＝3的醋酸和pH＝11的氫氧化鋇溶液等體積混合 D．pH＝3的硫酸和pH＝11的氨水等體積混合 答案　C 解析　A項，由于氨水是弱堿，部分電離，其濃度遠大于10－3 mol·L－1，故鹽酸與氨水混合后，氨水過量，反應后溶液顯堿性，同理，D項反應后的溶液也顯堿性；B項，鹽酸電離出的氫離子與氫氧化鋇電離出的氫氧根離子的物質(zhì)的量相等，它們恰好完全反應，反應后溶液顯中性；C項，醋酸是弱酸，部分電離，其濃度遠大于10－3 mol·L－1，與氫氧化鋇反應后，醋酸過量，反

11、應后溶液顯酸性，即pH小于7，故C項正確。 [能力提升] 11．為更好地表示溶液的酸堿性，科學家提出了酸度(AG)的概念，AG＝lg，則下列敘述正確的是(　　) A．中性溶液的AG＝1 B．酸性溶液的AG＜0 C．常溫下0.1 mol·L－1 NaOH溶液的AG＝12 D．常溫下0.1 mol·L－1鹽酸溶液的AG＝12 答案　D 解析　中性溶液中＝1，AG＝0；酸性溶液中，＞1，AG＞0；常溫下0.1 mol·L－1 氫氧化鈉溶液中，＝10－12，AG＝－12；常溫下0.1 mol·L－1 鹽酸溶液中，＝1012，AG＝12。 12．有pH＝12的NaOH溶液100 mL，

12、要使它的pH降為11。(假設溶液混合體積等于稀釋前兩液體體積之和) (1)若加入蒸餾水，應加________mL。 (2)若加入pH為10的NaOH溶液，應加________mL。 (3)若加入0.01 mol·L－1的鹽酸，應加________mL。 答案　(1)900　(2)1 000　(3)81.8 解析　本題考查了溶液稀釋的三種方法：加水稀釋；加入更稀的溶液稀釋；加入能消耗溶質(zhì)的溶液稀釋。 (1)加水稀釋pH＝12的NaOH溶液至pH＝11，應使體積增大至10倍，所以需加水900 mL。 (2)設需pH＝10的NaOH溶液體積為V，那么 ＝1×10－3 mol·L－1，

13、V＝1 L＝1 000 mL。 (3)設需0.01 mol·L－1的鹽酸體積為V，那么： ＝1.0×10－3 mol·L－1，V≈81.8 mL。 13．某溫度(t ℃)時，水的離子積為Kw＝1×10－13。若將此溫度下pH＝11的苛性鈉溶液a L與pH＝1的稀硫酸b L混合(設混合后溶液體積的微小變化忽略不計)，試通過計算填寫以下不同情況時兩種溶液的體積比。 (1)若所得混合溶液為中性，則a∶b＝____________________________________________； 此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是__________________________

14、__________。 (2)若所得混合溶液的pH＝2，則a∶b＝___________________________________________。 此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是____________________________________。 答案　(1)10∶1　c(Na＋)>c(SO)>c(H＋)＝c(OH－) (2)9∶2　c(H＋)>c(SO)>c(Na＋)>c(OH－) 解析　(1)若混合后溶液為中性，則＝＝，溶液中溶質(zhì)恰為Na2SO4，所以c(Na＋)>c(SO)>c(H＋)＝c(OH－)。 (2)若混合液的pH＝2，則c(H＋)＝0.01

15、 mol·L－1，硫酸過量。c(H＋)＝，即＝0.01，解之得a∶b＝9∶2，c(Na＋)＝ mol·L－1，c(SO)＝ mol·L－1，所以c(H＋)>c(SO)>c(Na＋)>c(OH－)。 14．在25 ℃時，有pH為x的鹽酸和pH為y的NaOH溶液，取Vx L該鹽酸同該NaOH溶液中和，需Vy L NaOH溶液(其中x≤6，y≥8)。問： (1)若x＋y＝14，＝______________________________________________________(填數(shù)值)； (2)若x＋y＝13，＝____________________________________

16、_________________(填數(shù)值)； (3)若x＋y>14，＝____________________________________________________(填表達式)， 且Vx________Vy(填“>”、“<”或“＝”)。 答案　(1)1　(2)　(3)10x＋y－14　> 解析　pH＝x的鹽酸，c(H＋)＝10－x mol·L－1，pH＝y(tǒng)的NaOH溶液，c(OH－)＝10y－14 mol·L－1，則Vx·10－x＝Vy·10y－14，＝10x＋y－14。 (1)x＋y＝14，＝1； (2)x＋y＝13，＝10－1＝； (3)x＋y>14，＝10x＋y

17、－14>1，Vx>Vy。 [拓展探究] 15．25 ℃時，若體積為Va、pH＝a的某一元強酸與體積為Vb、pH＝b的某一元強堿混合，恰好中和，且已知Va1，不符合題意，故a≠5　(3)7，a>。所以，